Дискретный интегратор Советский патент 1989 года по МПК G06G7/186 

Изобретение относится к аналоговой технике и может быть использовано при создании многопетлевых структур фильтров на коммутируемых конденсаторах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения интеграла разности входных сигналов.

На чертеже представлена функциональная схема дискретного интегратора.

Интегратор содержит первый 1 и второй 2 операционные усилители, первый 3 и второй 4 интегрирующие конденсаторы и коммутируемые конденсаторы 5-15. Каждый коммутируемый конденсатор состоит из конденсатора 16 и двух переключателей 17 и 18, один из выводов каждого из которых соединен с шиной нулевого потенциала.

Дискретный интегратор работает следующим образом.

Все ключи дискретного интегратора коммутируются с тактовой частотой Јт, причем в первую половину периода следования тактовых импульсов (нечетные моменты времени) переключатели находятся в положении, показанном на чертеже; в другую половину периода тактовой частоты (четные момен- ты) переключатели находятся в положении, противоположном показанному на чертеже. При такой коммутации ключей на выходе схемы выполняется условие

Јь

ч

Ж

Зь

„чети „нечётн и вы и век

z-i.

4ь

Предположим, для входного сигнала (как на инвертирующем входе, так и на неинвертирующем) выполняется аналогичное условие, т.е.

„четн нечетн

U 8 Ub

H-(Z)

(т.е. входной сигнал снимается со схемы выборки-хранения с такими свойствами либо с выхода аналогичного интегратора). В этом случае переда- точные функции предложенного устройства (при выборке сигнала на выходе в нечетные моменты времени) в Z-об- ласти описываются выражениями: для неинвертирующего входа г , „ч С,С,0 +Z- (CrC1CJ-C8CjoI+Z(CeCar Cfi)..

h (Ј)-«

Q(Z)

(1)

для инвертирующего входа

(C3CiIC8iCI) Q(Z)

(2) где Q(Z) С5(С3-С,0)+С10-СМ C -al+Z O-C C,,);

С| - емкость 1-го коммутируемого конденсатора интегратора, нормированная относительно емкостей интегрирующих конденсаторов, принятых за единицу.

В отличие от устройства-прототипа, позволяющего реализовать лишь функцию инвертирующего дискретного интегратора второго порядка, в предложенном дискретном интеграторе введение дополнительных коммутируемых конденсаторов обеспечивает реализацию как инвертирующего, так и неинвертирующего (без потерь и демпфированного) дискретных интеграторов, благодаря чему появляется возможность получения интеграла разности входных сигналов. Формула изобретения Дискретный интегратор, содержащий первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, первый интегрирующий конденсатор, включенный между инвертирующим входом и вы- хрдом первого операционного усилителя, второй операционный усилитель, между инвертирующим входом и выходом которого включен .второй инвертирующий конденсатор, неинвертирующий вход

Q

5

0

5

Q

5

0

подключен к шине нулевого потенциала, а выход является выходом интегратора, первый и второй коммутируемые конденсаторы, включенные между первым информационным входом интегратора и инвертирующим входом первого операционного усилителя, третий коммутируемый конденсатор, включенный между выходом первого операционного усилителя и инвертирующим входом второго операционного усилителя, выход которого через четвертый коммутируемый конденсатор соединен с его инвертирующим входом и через пятый коммути-- руемый конденсатор с инвертирующим входом первого операционного усилителя, шестой коммутируемый конденсатор включен между первым информационным входом интегратора и инвертирующим входом второго операционного усилителя, соединенным с первым выводом седьмого коммутируемого конденсатора, причем каждый коммутируемый конденсатор содержит конденсатор, обкладки которого соединены с переключающими контактами первого и второго переключателей, первые переключаемые контакты первого и второго переключателей являются соответственно первым и вторым выводами переключаемого конденсатора, а вторые соединены с шиной нулевого потенциала, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения интеграла разности входных сигналов, в него введены восьмой, девятый, десятый и один-} надцатый коммутируемые конденсаторы второй вывод седьмого коммутируемого конденсатора подключен к второму информационному входу интегратора, соединенному через восьмой и девятый коммутируемые конденсаторы с инвертирующими входами второго и первого операционных усилителей соответственно, десятый и одиннадцатый коммутируемые конденсаторы включены параллельно третьему и пятому коммутируемым конденсаторам соответственно.

Выход

Изобретение относится к аналоговой технике и может быть использовано при создании многопетлевых структур фильтров на коммутируемых конденсаторах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет получения интеграла разност входных сигналов. Интегратор содержит первый и второй операционные усилители, первый и второй интегрирующие конденсаторы, с первого по одиннадцатый коммутируемые конденсаторы. Предложенное устройство обеспечивает реализацию как инвертирующего, так и неинвертирующего (без потерь и демпфированного) дискретных интеграторов второго порядка. 1 ил.